快肌纖維為什麼收縮速度比慢肌快?

如題,快肌纖維相比慢肌纖維收縮快的原因?肌纖維不是肌肉,一直想不明白,忘不吝指教。


謝邀。這個問題與肌纖維收縮的微觀機制有關。肌纖維通過肌纖蛋白(細肌絲)和肌凝蛋白(粗肌絲)間反覆連接和解離而實現粗細肌絲間相互滑動,得以收縮產生力,具體而言,是循環以下四個步驟:

步驟1:肌凝蛋白頭部結合一個ATP,此時粗細肌絲不連接;

步驟2:結合的ATP分解為ADP和磷酸,同時放出能量;

步驟3:磷酸被釋放,剩下的ADP與肌纖蛋白結合,實現粗細肌絲連接和相互移動(移動所需能量來自於上一步ATP分解,無數這樣的移動形成了宏觀上的肌肉收縮);

步驟4:移動完成後ADP釋放,肌凝蛋白頭部與新的ATP結合,並與肌纖蛋白分離,準備再次進行步驟1。

(所以死亡的動物肌肉會變得僵硬,因為死亡後呼吸停止,無法再提供ATP,肌凝蛋白就和肌纖蛋白結合在一起再也不分開了)

在活的生物體內,如上循環可在一秒內反覆數百次。但在不同類型的肌纖維中,其速率有明顯差異:有些肌纖維的肌凝蛋白頭部每秒可完成600次這樣的循環,而另外一些肌纖維的肌凝蛋白頭部每秒完成的循環數只有300次左右(即約為前者的一半)。所以在命名不同類型的肌纖維時,就以肌凝蛋白對ATP分解的速率差異,將之分別命名為快肌纖維和慢肌纖維了(其實根據末端氨基酸序列還可以劃分出更多種類,此處不贅)。由於快肌纖維在相同時間內能夠完成大約兩倍於慢肌纖維的循環數,因而粗細肌絲間相互移動的距離也就更長,宏觀上就表現為收縮速度更快(但代價是能量利用效率低)。


快肌纖維和慢肌纖維的區別是所含肌凝重聯蛋白的數量不同,導致快肌纖維收縮的速度和產生的力可以達到慢肌纖維的3-5倍。

具體原因是快肌纖維有很多快代謝因素,如鈣離子的快速釋放、肌凝蛋白內大量ATP酶以及高度發達的肌漿網;而慢肌纖維肌漿網不發達、對鈣離子的控制能力弱,ATP酶的活性水平不高,阻礙了ATP分解的速度。此外慢肌纖維對葡萄糖和糖原的控制能力也不高。


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